c++ - 完全专用类作为模板函数参数

Question

我编写了两个不同的容器类，它们具有相同的接口(interface)，但使用不同的成员数据和算法来操作它们的成员。我还有一个模板函数，它接受一个容器并进行一些有用的计算:

class Container1
{
  // implementation here
};

class Container2
{
  // implementation here
};

template<typename ContainerType>
void my_function(ContainerType const& container, /* other parameters */)
{
 // ...
}

令我困扰的是 'my_function' 应该只接受 Container1或 Container2 , 但这不是由代码表示的，因为 ContainerType可以是任何类型。该函数由容器类型模板化，因为无论容器的内部实现是什么，它都做同样的事情。我正在考虑 Container1 的变体和 Container2将是模板类的完全特化。然后我可以更具体地说明 my_function 的论点:

template<typename T>
class Container;

// Tags to mark different container types
struct ContainerType1 { };
struct ContainerType2 { };

template<>
class Container<ContainerType1>
{
  // implementation
};

template<>
class Container<ContainerType2>
{
  // implementation
};

template<typename T>
void my_function(Container<T> const& container, /* other parameters */)
{
}

在第一种情况下，如果'ContainerType' 没有my_function 要求的接口(interface)，使用错误的模板参数编译将失败。 ，这不是很有用。在第二种情况下，如果我提供 Container<ContainerType1> 以外的任何其他内容，我也会收到编译器错误(模板参数推导失败)。或 Container<ContainerType2> , 但我更喜欢它，因为它提供了有关预期模板参数类型的提示。

您对此有何看法？这是一个好的设计理念吗？您认为值得更改代码吗？还有许多其他功能，例如 my_function在代码中，有时他们期望什么样的模板参数并不明显。我还有哪些其他选择 my_function更具体？我知道 Boost Concept Check Library 的存在。为了争论，假设我不想使用继承和虚函数来解决问题。如果与讨论相关，Container1的公共(public)接口(interface)和 Container2是通过使用 CRTP 强加的。将来可能会有更多的容器类。

Answer 1

这类问题有几种解决方案。

您的解决方案(将您的类型实现为 template 特化)是一个，但我不是特别喜欢。

另一个是CRTP:

template<typename T>
struct Container {
  // optional, but I find it helpeful
  T* self() { return static_cast<T*>(this); }
  T const* self() const { return static_cast<T const*>(this); }

  // common code between every implementation goes here.  It accesses itself through self(), never this
};

class ContainerType1: public Container<ContainerType1> {
  // more details
};
class ContainerType2: public Container<ContainerType2> {
  // more details
};

这是 CRTP 的核心。

然后:

template<typename T>
void my_function(Container<T> const& container_, /* other parameters */)
{
  T const& container = *(container.self());
}

鲍勃是你的叔叔。作为奖励，这提供了放置通用代码的位置。

另一个选项是标记特征类，它标记了你想要支持的类型，比如 iterator_traits .

template<typename T>
struct is_container : std::false_type {};
template<>
struct is_container<ContainerType1> : std::true_type {};
template<>
struct is_container<ContainerType2> : std::true_type {};

您甚至可以执行 SFINAE 样式模式匹配来检测基本类型(例如迭代器的工作方式)。

现在您的方法可以在 is_container<T>::value 上进行测试，或在 is_container<T>{} 上进行标签调度.